Funzione e produzione di antenna domestica intelligente

Le antenne domestiche intelligenti facilitano la comunicazione wireless consentendo ai dispositivi intelligenti di trasmettere e ricevere segnali in radiofrequenza, costituendo la spina dorsale degli ecosistemi domestici connessi. I metodi di produzione di queste antenne includono il ricamo a base di tessuto, inclusione del polimero, tecniche microfluidiche, e la produzione additiva come la stampa 3D.

RI.02.01.3000W Antenna RF a cupola da 915 MHz

Produzione personalizzata di antenne per la casa intelligente

Standard di classificazione e vari modelli di antenne domestiche intelligenti

Di seguito è riportato un riepilogo dei punti chiave della progettazione e dell'applicazione dell'antenna domestica intelligente, che viene analizzato sulla base di una varietà di prodotti e soluzioni tecniche:
IO. Adattamento del tipo di antenna e del protocollo di comunicazione
‌Soluzione di integrazione multiprotocollo‌
I controller domestici intelligenti utilizzano spesso il design dell'antenna multimodale Zigbee/Thread/Bluetooth LE per supportare la comunicazione multiprotocollo tra i dispositivi. Per esempio, Qorvo QPG6095 utilizza la tecnologia di diversità dell'antenna per migliorare la capacità anti-interferenza nella banda di frequenza di 2,4 GHz.
I gateway ZigBee come hub devono avere antenne PCB ad alto guadagno integrate, tenendo conto del consumo energetico e della copertura del segnale. Il layout dell'antenna deve mantenere una distanza ragionevole dal chip di controllo principale per ridurre le interferenze in radiofrequenza.

‌Estensione antenna esterna‌
I controller sono spesso dotati di antenne esterne in gomma (come i controller a doppio canale Lumi AQARA), e i cavi di prolunga dell'antenna neri sono fissati tramite fori per viti per adattarsi ai requisiti di penetrazione del segnale in ambienti complessi.
Telecomandi ad alta potenza (come i controller della pompa dell'acqua) utilizzare antenne a lungo raggio da 500 metri a 5 chilometri per supportare scenari di controllo di motori trifase, e devono corrispondere a tensioni e livelli di potenza diversi (come la selezione multimodello da 220 V/380 V).

ANTENNA INTELLIGENTE COMBINATA GPS-GLONASS Antenna Disk-Puck Machine to Machine

868mhz 915 MHz RFID ZigBee 3DBI Omni BNC Antenna maschio per il controllo remoto della casa intelligente

Antenna 5G per router interno Smart Home personalizzata

Ii. Strategia di progettazione e ottimizzazione dell'hardware
‌Disposizione compatta dell'antenna‌
Adotta un design dell'antenna PCB a strato singolo, integrare balun RF e filtro, ridurre il numero di componenti esterni e ridurre la complessità della progettazione (come la soluzione QPG6095).
L'antenna WiFi del gateway intelligente deve essere combinata con l'algoritmo di roaming intelligente per regolare dinamicamente la direzione del segnale e ottimizzare l'effetto di copertura multi-room (La soluzione Wi-Fi per tutta la casa di Huawei menziona l’ottimizzazione dell’antenna e la sinergia di dissipazione del calore).

‌Anti-interferenza e stabilità‌
Garantire la sicurezza del segnale wireless attraverso la tecnologia di comunicazione a spettro esteso e i protocolli di crittografia (come AES-128) per prevenire intrusioni dannose nella rete domestica intelligente.
L'antenna esterna deve essere lontana dalla schermatura metallica, e la posizione centrale (come AP a soffitto o posizione a parete alta) dovrebbe essere preferito quando utilizzato per ridurre l'attenuazione del segnale.

Iii. Prodotti tipici e suggerimenti di implementazione
Porta (Gateway M2 del riso verde): Antenna omnidirezionale incorporata + modulo di trasmissione a infrarossi, supporta la comunicazione a doppia frequenza BLE Mesh e Zigbee per l'hub di automazione domestica, sensori di collegamento, prese intelligenti e altri dispositivi.
Controllore (Juying DAM0444): Antenna esterna dual-band 4G/WiFi, supporta il telecomando APP del telefono cellulare per interruttori intelligenti di livello industriale, e richiede scenari di copertura ad ampia area.
Sensore (sensore per porte e finestre): Antenna PCB in miniatura, consumo di energia <1mA, supporta l'alimentazione a lungo termine tramite batterie a bottone per scenari di monitoraggio a basso consumo, come i sistemi di allarme di sicurezza.

IV. Funzione delle antenne Smart Home:
Comunicazione senza fili:
Le antenne domestiche intelligenti sono essenziali per consentire la comunicazione wireless tra vari dispositivi intelligenti, come i sensori, elettrodomestici intelligenti, e gateway, all'interno della casa.

Trasmissione dei dati:
Facilitano lo scambio di dati tra dispositivi, consentendo il controllo remoto, automazione, e monitoraggio dei sistemi domestici.
Connettività di rete:
Le antenne assicurano che i dispositivi possano connettersi a Internet, abilitare funzionalità come lo streaming online, servizi basati su cloud, e accesso remoto.

Ottimizzazione del segnale:
Le antenne intelligenti possono adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali e ottimizzare la ricezione del segnale concentrando i raggi sui percorsi del segnale più attivi.

V. Metodi di produzione di antenne per la casa intelligente:
Antenne basate su tessuto:
Queste antenne possono essere create utilizzando tecniche di ricamo, integrazione di materiali conduttivi nelle strutture del tessuto.
Antenne integrate in polimeri:
Le antenne possono essere incorporate all'interno di materiali polimerici, offrendo flessibilità e integrazione in vari dispositivi.
Antenne microfluidiche:
Queste antenne sono fabbricate utilizzando tecniche microfluidiche, consentendo un controllo preciso sul posizionamento e sulla progettazione dei componenti dell'antenna.
3D Stampa:
Processi di produzione additiva, come la stampa 3D, vengono utilizzati per creare geometrie e materiali complessi per antenne.
Altre tecniche:
Stampa a getto d'inchiostro, serigrafia, e la fotolitografia vengono impiegate anche per creare strutture di antenne.
Materiali utilizzati nella produzione di antenne per la casa intelligente:
Metalli: Il rame e l'alluminio sono comunemente usati per la loro elevata conduttività e la capacità di essere modellati in vari modelli di antenne.
Leghe: Ottone e acciaio possono essere utilizzati per le loro caratteristiche di radiazione superiori.
Materiali dielettrici: I materiali dielettrici sono utilizzati nelle antenne per l'isolamento e il supporto.

VI. Considerazioni sulla selezione e sulla distribuzione
‌Compatibilità della banda‌: È necessario che corrispondano ai protocolli di comunicazione del dispositivo (come Zigbee 3.0/Bluetooth 5.0) e specifiche radiofoniche regionali per evitare conflitti di banda27.
‌Alimentazione e consumo energetico‌: Dispositivi alimentati a batteria (come i sensori di immersione in acqua) è necessario scegliere antenne miniaturizzate a bassa potenza, e si consiglia di alimentare i controller dell'antenna esterna con alimentatori indipendenti per ridurre il rischio di riscaldamento46.
‌Scalabilità‌: Design dell'antenna modulare (come l'interfaccia plug-in SMA) è preferibile per facilitare successivi aggiornamenti o sostituzioni di antenne ad alto guadagno68.

Le soluzioni di cui sopra combinano un design hardware compatto, compatibilità multiprotocollo e implementazione basata su scenari per soddisfare le esigenze delle antenne domestiche intelligenti dagli scenari domestici a quelli industriali.